王 毅

（甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

水文地質(zhì)在金屬礦產(chǎn)工程中的應(yīng)用是金屬礦開采互動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其關(guān)系到金屬礦產(chǎn)工程的開采質(zhì)量和工作效率，同時(shí)也關(guān)系到礦區(qū)工作人員的自身財(cái)產(chǎn)和生命安全。所以要重視對(duì)于水文地質(zhì)的合理評(píng)估和分析，盡可能減少礦區(qū)工程事故的發(fā)生[1]。其中包含金屬礦區(qū)地下水的失衡，導(dǎo)致地下水位上升或下降的情況發(fā)生，從而致使礦區(qū)巖層遭到破壞，進(jìn)而威脅到金屬礦區(qū)的工程質(zhì)量和人身安全。

1 金屬礦的水文地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地層性質(zhì)及含水性

（1）金屬礦有較為復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，在巖層特性及復(fù)雜構(gòu)造的基礎(chǔ)上，還會(huì)受天氣氣候、地形等許多因素的作用，致使各種地層出現(xiàn)不同的含水性。并依據(jù)不同金屬礦的水文性質(zhì)分成4個(gè)類別：第四系裂隙含水層，巖溶性含水層，碎屑含水層，巖漿巖含水層。各含水層的水文地質(zhì)的共同特征為：由洪水積層、滑坡積層組成。洪水積層位于兩山之間及其前方的地方，同時(shí)主要的流域兩側(cè)均有洪水積層的分布，洪水積層的成分為砂礫及巖土等。地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，含裂隙，多向各個(gè)方向并沿著溝壑排出，單獨(dú)的水流量一般小于0.8L/s，礦化程度也小于0.8L/s。此區(qū)域的地下水源于雨水、上游流域的巖溶水及礦區(qū)裂隙流出的水，并沿著裂隙排向低洼地段。滑坡積層是巖石受到風(fēng)化的影響而形成的積層，主要成分我?guī)r土夾雜部分巖石碎屑，結(jié)構(gòu)較為疏松，是一種覆蓋在地表面的含水層。

（2）根據(jù)碎巖石屑的比例可以分為巖溶含水層和碎屑含水層兩種。其中巖溶含水層是指三系中統(tǒng)、碳系下統(tǒng)、寒系上段及泥系中統(tǒng)含水層：即均暴露于金屬礦區(qū)的周圍；地質(zhì)中的巖性主要是大理巖、帶灰?guī)r等，帶灰?guī)r以侵蝕裂隙的方式進(jìn)行發(fā)育為主。地下水流量一般為5.10L/s～7.69L/s，最大的為H1203號(hào)地下水，是金屬礦中金屬元素含量最高的地下水層，可以形成豐富的金屬礦層。碎屑含水層是指泥系上下統(tǒng)含水層，其多位于石寨附近地區(qū)，巖石主要成分為灰?guī)r組成，其余為頁巖和砂巖為主的碎屑石。同時(shí)沙河段含水層是金屬礦區(qū)主要的控礦含水層，此地段中的巖性主要是板巖，地下水流量一般小于4L/s；其中最大的流量為15.364L/s，總體含水性較弱，也有一部分中等含水性。因?yàn)榇藚^(qū)域地質(zhì)存在斷裂構(gòu)造，形成了地下水流域系統(tǒng)，其中水的礦化程度小于0.1g/L。

（3）隔水層是指主要構(gòu)成為丁家寨、志系下統(tǒng)及寒山組等，其中地質(zhì)中巖性以板巖為主，部分夾雜砂礫，接近地表的裂隙發(fā)育較好[2]。裂隙的主要充填物為泥質(zhì)巖及巖石碎屑，有極差的含水性，地下水流量一般小于0.08L/s，如果地層中含水少或沒有水的存在，即為隔水層。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造及控水特征

金屬礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，褶皺以背斜為主；斷裂有五組不同的方向，分別為西北、東北、南北、東西及西北北方向組，東北和西北兩個(gè)方向組是金屬礦區(qū)的主要的導(dǎo)礦及礦區(qū)儲(chǔ)量的標(biāo)志。同時(shí)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)各種類型的含水層的分布和地形都有十分重要的影響，各區(qū)域之間的分界線為較大的裂隙，并且有自己的地質(zhì)單元和分水嶺。

因?yàn)槭艿降V區(qū)內(nèi)部分地質(zhì)構(gòu)造的作用，斷裂的裂隙發(fā)育較好，使得金屬礦區(qū)內(nèi)的地層四分五裂，進(jìn)而構(gòu)成了復(fù)雜的水文地質(zhì)條件。同時(shí)裂隙的構(gòu)造制約著地下水的流向和排泄，尤其在碳酸巖區(qū)域，雖表明有溶洞的形成，但受到斷裂的影響較大，導(dǎo)致深部以裂隙發(fā)育較好。在區(qū)域65km2的范圍內(nèi)，地下水根據(jù)分水嶺分成兩條，并與金河水出口處排泄。H1320即為金河水出口為結(jié)點(diǎn)向西呈弧形散開的裂隙控水控水作用的結(jié)合部位。

2 水文地質(zhì)在金屬礦產(chǎn)工程中的應(yīng)用

圖1 水文地質(zhì)的在金屬礦產(chǎn)工程中的應(yīng)用

2.1 水文地質(zhì)在勘探工作中的應(yīng)用

水文地質(zhì)對(duì)于金屬礦產(chǎn)工程的影響因素較多，為了確保金屬礦的勘探工作的準(zhǔn)確性，就要全面掌握礦區(qū)的水文地質(zhì)材料，并精確地做出分析和研究。其中勘探工作的主要內(nèi)容有：首先，金屬礦區(qū)的地理位置，結(jié)合水文特征和地形特點(diǎn)兩個(gè)方面進(jìn)行勘查；水文地質(zhì)特征指該金屬礦區(qū)所處的地理位置及當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂蝾愋偷?，而地形特點(diǎn)的掌握是指該礦區(qū)及周圍地形的特征。其次，地質(zhì)條件，是指該礦區(qū)的各種類別的地質(zhì)，包含其地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、巖層的性質(zhì)及第四系等。此外，金屬礦區(qū)的地下水分布狀況，尤其地下水的變化趨勢(shì)，同時(shí)地下水的排泄條件等也是勘察的內(nèi)容。最后，礦區(qū)地質(zhì)中分布的含水區(qū)域以及隔水區(qū)域的分析和研究，包括含水層的類型、滲透作用、含水層的地下水儲(chǔ)藏量等一些地下水情況。水文地質(zhì)的在金屬礦產(chǎn)工程中的應(yīng)用見圖1。

2.2 水文地質(zhì)評(píng)價(jià)及建議的應(yīng)用

在金屬礦區(qū)的勘探工作中，勘察的精確性尤為重要，我們不僅要了解勘察的主要內(nèi)容，更要根據(jù)勘察的結(jié)果進(jìn)行客觀的分析并提出合理的建議，進(jìn)而提高礦區(qū)的勘查質(zhì)量。①礦區(qū)地質(zhì)中地下水對(duì)于金屬礦產(chǎn)工程的影響作為研究的重要項(xiàng)目，并對(duì)其可能存在的安全隱患及危害做出準(zhǔn)確的評(píng)估，進(jìn)而提出防護(hù)措施。②依據(jù)工程的類別，并勘查相應(yīng)的水文地質(zhì)條件，收集并整理相應(yīng)的水文地質(zhì)信息。③對(duì)于地下水的儲(chǔ)存形式及其客觀規(guī)律分析地下水位的變化趨勢(shì)，此外結(jié)合人類活動(dòng)造成的不良后果進(jìn)行研究并預(yù)測(cè)可能發(fā)生的問題，并做好防范工作。④按照礦區(qū)工程的安全標(biāo)準(zhǔn)以及工程造價(jià)的范圍，對(duì)礦區(qū)地下水進(jìn)行分別控制處理。⑤同時(shí)，由于金屬礦區(qū)在一定程度上會(huì)發(fā)現(xiàn)其他礦區(qū)的存在，要綜合各種因素考慮，特別是地下水對(duì)于礦區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的侵蝕問題，做好預(yù)防滑坡、流沙等的預(yù)防工作。⑥在金屬礦區(qū)的水文地質(zhì)勘查中，如果涉及到一些不明因素未及時(shí)處理和分析，應(yīng)做好長(zhǎng)期觀察的準(zhǔn)備，以保證工程的質(zhì)量和提高礦區(qū)開采活動(dòng)的安全性。

2.3 水文地質(zhì)勘查的作用

2.3.1 利于金屬礦床的形成

地下水的對(duì)于金屬礦床的形成有非常重要的作用。分析可得，原有的礦床、巖礦床以及其他金屬礦床都分布在地下水的古泄水區(qū)。古泄水區(qū)的排泄方向受壓實(shí)作用的影響，而壓實(shí)作用對(duì)于金屬礦床的形成有很大的促進(jìn)作用。壓實(shí)作用明顯時(shí)，地下水進(jìn)行側(cè)向移動(dòng)，并沿著含水層移動(dòng)到壓力小的區(qū)域，即移動(dòng)到較高地形的含水層，此區(qū)域則變成壓實(shí)作用的地下水排泄區(qū)域，致使金屬礦床的形成。部分鐵礦、銅礦是壓實(shí)作用的結(jié)果。

2.3.2 尋找金屬礦的標(biāo)志

一些原有的金屬礦中地下是分布較為稀疏，在液體狀態(tài)和固液共存的狀態(tài)下，金屬的含量均大于淡水中的含量，因此能檢測(cè)奧有異常金屬的存在，都可以作為尋找金屬礦床的標(biāo)志。但在不同的實(shí)際情況運(yùn)用中，要結(jié)合具體的水文地質(zhì)條件分析。此尋找金屬礦的方法由于精確度較低，所以仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，需要不斷地引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行探討。

2.3.3 安全開采金屬礦區(qū)

科學(xué)地進(jìn)行水文地質(zhì)的勘探工作，并做出金屬礦區(qū)工程的合理評(píng)估和預(yù)測(cè)，有助于提高開采金屬礦區(qū)的安全性。黃耀華的研究說明，金屬礦床的地下水位是由此區(qū)域的水文地質(zhì)條件所決定的，水文地質(zhì)條件對(duì)于金屬礦床的各個(gè)方面都有著一定程度的影響，因此要做好礦區(qū)的水文地質(zhì)勘查工作；反之，在礦區(qū)的開采活動(dòng)中，致使工程開采的復(fù)雜化，并且沒有足夠的防護(hù)措施，進(jìn)而發(fā)生地下水湮沒礦井等嚴(yán)重的事故。

2.3.4 防止環(huán)境污染

在金屬礦區(qū)的開采活動(dòng)中，不同程度地破壞礦區(qū)及其周圍的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)對(duì)于此區(qū)域的水文地質(zhì)也會(huì)造成嚴(yán)重的影響。從而給生態(tài)環(huán)境帶來巨大的壓力，威脅人們自身的健康和生命安全，以及阻礙工農(nóng)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。如若不注意開采活動(dòng)中的廢水排泄，導(dǎo)致地面下沉的現(xiàn)象發(fā)生，甚至廢水中的有害元素排泄到地下水中，造成土地資源的嚴(yán)重污染，很大程度地影響到地下水的飲用。所以要做好水文地質(zhì)的勘查工作，合理開采金屬礦區(qū)并保護(hù)生態(tài)環(huán)境的平衡。

3 結(jié)語

水文地質(zhì)的勘查在金屬礦區(qū)的研究和開采活動(dòng)中扮演著十分重要的角色，要保證金屬礦產(chǎn)工程的質(zhì)量和工作效率，必須深入研究和分析水文地質(zhì)在金屬礦產(chǎn)工程中的應(yīng)用，進(jìn)而保證金屬礦產(chǎn)工程的順利開采。

[1]蘇和,張善明,柳長(zhǎng)峰,等．半荒漠戈壁地區(qū)土壤地球化學(xué)找礦研究——以阿拉善右旗塔布格地區(qū)為例[J]．地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào),2017(3)：487-497．

[2]郝彬彬,王春紅．綜合物探技術(shù)在礦山水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用[J]．煤炭工程,2017,49(3)：47-49．